Energiemärkte für Batteriespeicher

Definition

Als Energiemarkt wird in Deutschland die Gesamtheit der Märkte für netzgebundenen Strom und netzgebundenes Gas. Dazu zählen etwa Börsen und andere Handelsplätze, an denen beide als Energieträger gehandelt werden, sowie Vergabemärkte für Netz- oder Systemdienstleistungen. Als Beispiel für eine Dienstleistung sei die Bereitstellung von Blindleistung genannt, die dem Erhalt der Spannung im Stromnetz dient, nicht dem Antrieb elektrischer Geräte.

Energiegroßhandel

Ein Batterie-Großspeicher - auf Englisch oft BESS (Battery Energy Storage System) genannt - kann auf verschiedene Weise am Energiegroßhandel teilnehmen. Das Grundprinzip ist immer ähnlich: Strom wird zu niedrigen Preisen gekauft und zu höheren Preisen wieder verkauft. Dabei wird die Differenz der Strompreise zwischen verschiedenen Tageszeiten oder zwischen verschiedenen Wochentagen genutzt. Die Batteriespeicher dienen dazu, den Strom für den Zeitraum zwischen Kauf und Verkauf "physisch" zu speichern.

Arbitragehandel mit Batteriespeichern

Auf diese Weise lassen sich mit einem Batteriespeicher Preisschwankungen auf dem Markt nutzen, um Handelsgewinne zu erzielen. Ein typischer Handelsplatz für solche Arbitragegeschäft ist der Spotmarkt einer Strombörse. Um solche Geschäfte zu realisieren, müssen Stromspeicher sehr kurzfristig reagieren - insbesondere, wenn sie für den Handel auf Intraday-Märkten genutzt werden.

Möglich sind Arbitragegewinne mit Batteriespeichern insbesondere durch die volatile Stromerzeugung der Erneuerbaren Energieträger Wind und Sonne. Sobald sie produktiv werden, sinken die Spotmarktpreise, weil die Energieträger Sonne und Strom im Gegensatz zu Kohle und Gas die Erzeuger nichts kosten. Die Grenzkosten für Wind- und Solarstrom sind daher Null. Und auf diesen Wert sinken die Intraday- oder Day-Ahead-Preise, wenn Wind- und Solarkraft die gesamte Nachfrage abdecken. Speisen sie sogar mehr ein, als verbraucht wird, können Preise auch negativ werden. Wer dann Strom abnimmt, erhält dafür Geld.

Sinkt die Erneuerbaren-Erzeugung, steigen auch die Preise wieder, damit die Betreiber von konventionellen Kraftwerken Kohle oder Gas einsetzen, um die Nachfrage zu bedienen. Aufgrund des deutschen Strommarktdesigns mit Merit-Order gilt dieser Preis dann auch für alle anderen Stromquellen, einschließlich Batteriespeicher. Günstig gespeicherter Strom kann dann also teurer verkauft werden.

Erneuerbare Energien und kurzfristige Preisvolatilität

Der Zusammenhang zwischen Erneuerbaren Energien und der kurzfristigen Volatilität der Strompreise auf Großhandelsmärkten ist komplex, da eine ganze Reihe Faktoren die Wechselwirkung beeinflussen; darunter sind der Marktanteil Erneuerbarer Energie, die Verfügbarkeit von Speicheranlagen und die Flexibilität des Energiesystems. Allgemein gilt, dass mit steigendem Anteil Erneuerbarer Energien auch die kurzfristige Volatilität der Strompreise zunimmt, da Energiequellen wie Sonne und Wind nicht konstant sind. Folglich schwankt auch die Einspeisung von Wind- und Solaranlagen, sodass Angebot und Nachfrage häufiger und schneller aus dem Gleichgewicht geraten können als mit regelbaren Kraftwerken. Dies führt dann zu einer höheren Preisvolatilität.

Die Integration von Energiespeichersystemen wie Batteriespeichern kann dazu beitragen, die Auswirkungen fluktuierender Erneuerbarer Energien auf die kurzfristige Volatilität der Strompreise zu mindern: Indem sie überschüssige Energie speichern und sie wieder ausspeisen, wenn sie benötigt wird, balancieren sie Angebot und Nachfrage aus.

Je schneller alle Beteiligten auf Veränderungen von Angebot und Nachfrage reagieren, desto weniger wirken sich Erneuerbare Energien auf die kurzfristige Volatilität der Strompreise aus. Neben Batteriespeichern gehören zu einem flexiblen Stromsystem ein diversifizierter Energiemix, flexible konventionelle Kraftwerke sowie Optionen zur Nachfragesteuerung (Demand Side Management).

Wichtig ist zu beachten, dass die Wechselwirkungen zwischen erneuerbaren Energien und kurzfristiger Strompreisvolatilität je nach den spezifischen Marktbedingungen, dem Strommarktdesign und den Eigenschaften des Stromsystems variieren können.

Was ist mit kurzfristiger Strompreisvolatilität auf Großhandelsmärkten gemeint?

Die Strompreisvolatilität ist ein Maß dafür, wie stark und wie häufig sich die Preise auf den Stromgroßhandelsmärkten ändern. Sie wird durch Faktoren wie Veränderungen bei Angebot und Nachfrage, Wetterbedingungen, unerwartete Ausfälle etc. verursacht. Mit kurzfristiger Strompreisvolatilität sind Schwankungen des Strompreises innerhalb von Minuten, Stunden oder wenigen Tagen gemeint. 

Liegt zum Beispiel der Strompreis in einem bestimmten Markt am Morgen bei 50 €/MWh, am Nachmittag bei 100 €/MWh und am Abend bei 70 €/MWh, würde dies als hohe kurzfristige Preisvolatilität gelten. Bleibt der Preis dagegen einen ganzen Tag über zwischen 70 und 80 €/MWh, wäre die Volatilität als gering einzustufen.

Wie wirkt sich die Strompreisvolatilität auf den Strommarkt aus?

Die Preisvolatilität kann erhebliche Auswirkungen auf den gesamten Strommarkt haben, weil sie sich auf die Einnahmen und Kosten der Stromerzeuger, die Margen der Versorger und die Verbraucherpreise auswirken kann. Eine hohe Volatilität kann auch zu Unsicherheiten bei den Marktteilnehmern führen und Investitionsentscheidungen erschweren und verzögern.

Die Preisvolatilität hängt unter anderem von Marktdesign und Regulierung sowie den Merkmalen des Stromsystems ab. Dazu zählen der Anteil der Erneuerbaren an der Stromerzeugung, die Verfügbarkeit von Speicher- und Übertragungsmöglichkeiten und die Flexibilität des Systems insgesamt.

Systemdienstleistungen

Batteriespeicher können außerdem an Märkten für Systemdienstleistungen teilnehmen, also Dienste wie Frequenzregulierung, Peak Shaving und Schwarzstart anbieten.

Markt für Regelenergie

Ein Batteriespeicher kann am Markt für Regelenergie teilnehmen, indem er diese Systemdienstleistung dem Netzbetreiber - in der Regel dem Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) - anbietet. Dabei geht es darum, die Netzfrequenz zu stabilisieren, indem Einspeisung und Verbrauch von Strom mit wenig Vorlaufzeit ausbalanciert werden. Aufgrund ihrer schnellen Reaktionsfähigkeit und der kurzen Vorlaufzeiten für das Laden und Entladen sind Batteriespeicher gut für diese Art Systemdienstleistung wie etwa die Primärregelleistung (PRL; auch Frequency Containment Reserve, FCR, genannt) in Europa positioniert.

Kapazitätsmarkt

Ein Batteriespeicher kann auch an einem Kapazitätsmarkt teilnehmen. Seine Aufgabe ist es dann, zuverlässige Reservekapazitäten für das Netz bereit zu halten. Bei Lastspitzen kann der Netzbetreiber dann auf den Stromspeicher zugreifen und einem Spannungsabfall entgegenwirken, um Brownouts (lokale Stromausfälle) oder sogar großflächige Blackouts zu vermeiden.

Value Stacking

Batteriespeicher eignen sich zum Value Stacking, also für abwechselnde Teilnahme an mehreren Märkte. Auf diese Weise lassen sich mehrere Einkommensströme miteinander kombinieren, um den Gesamtwert einer Investition zu maximieren. So kann ein Batteriespeicher beispielsweise in Zeiten hoher Strompreisvolatilität für Arbitragegeschäfte genutzt werden. Derselbe Stromspeicher kann aber auch Primär- oder Sekundärregelenergie anbieten, wenn die Gewinnaussichten an dem Markt attraktiver sind.

Ein weiteres Beispiel: Ein Batteriespeicher der an einem Kapazitätsmarkt gesicherte Kapazität bereitstellt, kann im Bedarfsfall seine Schwarzstartfähigkeit vermarkten. Das bedeutet, dass er im Falle eines Stromausfalls gespeicherte Energie bereitstellt, um Kraftwerke mit genug Strom zu versorgen, dass sie ihre Erzeugung wieder aufnehmen und das Stromnetz wieder aufbauen können.

Durch Value Stacking lässt sich das Ertragspotenzial eines Batteriespeichers und gleichzeitig der Nutzen für das Netz und die Gesellschaft erhöhen. Allerdings sind dafür ein gutes Verständnis der verschiedenen Märkte und Vorschriften sowie ein leistungsfähiges Batteriemanagementsystem und ein flexibler Batteriespeichers erforderlich.

Marktzugang für Batteriespeicher

Der Marktzugang für Batteriespeicher führt in der Regel über einen Energiehändler oder ein "virtuelles Kraftwerk", das eine Gruppe dezentraler Energieressourcen koppelt, um verschiedene Systemdienstleistungen bereitzustellen.

Wichtig ist zu beachten, dass unterschiedliche Märkte auch unterschiedliche Regeln und Vorschriften haben und dass die spezifischen Möglichkeiten der Marktteilnahme deshalb unter anderem vom Standort des Stromspeichers abhängen.